CN115411956A - 一种电流传输板、芯片系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电流传输板、芯片系统及电子设备，该芯片系统包括：主板，芯片，以及供电单元，其中：主板包括第一表面和第二表面，芯片位于主板的第一表面的一侧。供电单元包括供电模块和电流传输板，电流传输板位于主板的第二表面的一侧，电流传输板包括：电源输入端和电源输出端。电源输入端与供电模块电连接，电源输出端通过主板中的电源过孔与芯片的电源管脚电连接，电流传输板用于对供电模块输出的电压进行转换，并将电流传输至芯片的电源管脚。在本申请中，电流传输板不需要规避主板中的信号过孔和接地过孔，可以减小或消除供电路径对信号线中高速信号传输的干扰，减小供电路径的损耗，并且，可以减少主板的层数，降低工艺难度和成本。

Description

一种电流传输板、芯片系统及电子设备

技术领域

本申请涉及芯片技术领域，特别涉及一种电流传输板、芯片系统及电子设备。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5th generation mobile network，5G)和人工智能(artificial intelligence，AI)应用的发展，需要网络芯片提供更强的交换处理能力，也需要中央处理器(central processing unit，CPU)和AI芯片提供更强大的运算能力，这必然导致这些芯片在工作时需要更大的电流。

相关技术中的供电方案，供电电流可以达到800A甚至1000A+的水平，但由此带来了一系的问题，例如，供电路径损耗过大，局部印刷电路板(printed circuit board，PCB)与芯片焊球的电流过大，以及芯片散热及可靠性等问题。并且，随着芯片对电流需求的持续增大，相关技术中的供电方案由于受到加工和成本的限制，无法支撑更大电流的需求。

因此，如何向芯片提供更大的电流，成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种电流传输板、芯片系统及电子设备，用以降低向芯片供电的供电路径的损耗，满足芯片的大电流需求。

第一方面，本申请实施例提供一种芯片系统，该芯片系统可以包括：主板，芯片，以及供电单元，其中：主板包括第一表面和第二表面，芯片位于主板的第一表面的一侧，在主板内设有电源过孔，电源过孔连通第一表面和第二表面，芯片设置有电源管脚，电源管脚用于向芯片供电。供电单元包括供电模块和电流传输板，电流传输板位于主板的第二表面的一侧。电流传输板包括：电源输入端和电源输出端；电源输入端与供电模块电连接，电源输出端通过主板中的电源过孔与芯片的电源管脚电连接，电流传输板用于对供电模块输出的电压进行转换，并将电流传输至芯片的电源管脚。

本申请实施例中，电流传输板可以跨接避开主板中的信号过孔和地过孔，这样，可以减小或消除供电路径对信号线中高速信号传输的干扰。并且，由于电流传输板不需要规避主板中的信号过孔和接地过孔，因而，可以在不影响主板的高速信号传输的同时，减小供电路径的损耗，能够支撑大电流给芯片供电，避免局部过热，保证芯片及主板的功能可靠。此外，不需要在主板中设置电源层向芯片供电，可以减少主板的层数，降低工艺难度和成本。

可选地，在本申请实施例中，主板在第二表面设有电源连接端子，供电模块通过电源连接端子与电流传输板的电源输入端电连接。

在本申请一个可能的实现方式中，主板在第二表面设有接地连接端子，主板内还设有接地过孔，接地过孔连通主板的第一表面和第二表面，芯片设置有接地管脚，电流传输板还包括：接地端；接地端与接地连接端子电连接，接地连接端子通过主板中的接地过孔与芯片的接地管脚电连接。这样，可以形成供电电流回流路径，该供电电流回流路径从芯片的接地管脚经过主板中的接地过孔、接地连接端子回流到电流传输板中的接地过孔和地平面。

在具体设置电流传输板的结构时，电流传输板的电源输入端、电源输出端、及接地端，均设置于电流传输板靠近主板的一侧。这样，电流传输板上的电源输入端、电源输出端、及接地端与主板的距离较近，便于将电源输入端、电源输出端、及接地端与主板的第二表面上的对应端子实现电连接。

在具体实施时，本申请实施例提供的上述芯片系统中，上述供电单元可以包括至少两个电流传输板，各电流传输板的电源输出端之间并联连接。每一个电流传输板的电源输出端的输出可以作为一个电源相位，多个电流传输板的电源输出端之间并联形成具有多相电源的总输出电源，从而可以向芯片提供相应相位的电压。当然，上述供电单元也可以仅包括一个电流传输板，可以根据实际需要设置电流传输板的数量，此处不做限定。

在一种可能的实现方式中，上述供电模块可以包括：前级电源模块及电源总线，前级电源模块通过电源总线与主板中的电源连接端子电连接。也就是说，前级电源模块可以作为向芯片供电的电压源或电流源。在具体实施时，可以采用多级次供电的方式对芯片进行供电，前级电源模块的电压一般大于芯片所需的电压，通过芯片系统中的供电路径上的各部件对电压进行调制，可以使提供给芯片的电压满足芯片的需求。

在一种可能的实现方式中，上述电流传输板可以包括：基板，以及电感，电感的一端与电源输入端电连接，另一端与电源输出端电连接。在实际应用中，前级电源模块通过电源总线将电流传输至主板的电源连接端子，然后经电流传输板的电源输入端，传输至电感，电感可以对电流进行整流，之后，将整流后的电流通过主板中的电源过孔传输至芯片的电源管脚，以向芯片提供所需的电流。

在本申请一个可能的实现方式中，上述芯片系统还可以包括电源控制器，电源控制器设置在主板的第一表面或第二表面，上述电流传输板还可以包括：位于基板之上的场效应晶体管器件，场效应晶体管器件与电源输入端电连接，场效应晶体管器件与电感的一端电连接，场效应晶体管器件与电源控制器电连接。

在实际应用中，前级电源模块通过电源总线将电源功率和电流传输至主板的电源连接端子，然后经电流传输板的电源输入端，传输至场效应晶体管器件的输入管脚，场效应晶体管器件在电源控制器的控制下，完成传输功率的电压转换。之后，场效应晶体管器件将功率电流传输至电感，通过电感对功率电流进行整流，经过电压转换和整流的功率电流通过主板中的电源过孔传输至芯片的电源管脚。

在本申请的一种实施方式中，场效应晶体管器件设置于基板背离主板的一侧，电源输入端设置于电流传输板靠近主板的一侧，场效应晶体管器件通过电流传输板中的电源过孔与电源输入端电连接。也就是说，场效应晶体管器件与电源输入端分别位于电流传输板的两侧，通过电流传输板中的电源过孔，可以实现场效应晶体管器件与电源输入端的电连接，这样，可以合理利用电流传输板中的布线空间，使电流传输板的结构更加紧凑。

在本申请的另一种实现方式中，上述芯片系统还可以包括电源控制器，电源控制器设置在主板的第一表面或第二表面，主板的第一表面设有场效应晶体管，场效应晶体管器件通过主板中的电源过孔与电源输入端电连接，场效应晶体管器件与电感的一端电连接，场效应晶体管器件与电源控制器电连接。这样，实现了场效应晶体管器件与电源输入端的电连接，并且，可以合理利用主板和电流传输板中的布线空间，使主板和电流传输板的结构更加紧凑。

可选地，上述场效应晶体管器件可以包括：第一场效应晶体管和第二场效应晶体管。第一场效应晶体管的漏极与电流传输板中的电源输入端电连接，第一场效应晶体管的源极与第二场效应晶体管的漏极电连接，第一场效应晶体管的栅极与电源控制器电连接。第二场效应晶体管的漏极与电感电连接，第二场效应晶体管的源极接地设置，第二场效应晶体管的栅极与电源控制器电连接。电源控制器可以控制第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的通断，当电源控制器控制第一场效应晶体管导通时，电感进行储能，当电源控制器控制第一场效应晶体管关断，并控制第二场效应晶体管导通时，电感可以给负载续流。

在具体实施时，上述电源控制器可以通过主板中的控制总线与场效应晶体管器件电连接。

为了减小电流传输板22的整体厚度，上述基板背离主板一侧的表面设有凹槽，电感的一部分嵌设于凹槽内。

在本申请一个可能的实现方式中，上述电感可以包括：电感过孔和磁性物质。电感过孔的一端与电源输入端电连接，另一端与电源输出端电连接。基板内设有空腔，电感过孔贯穿空腔，磁性物质填充于空腔内，且磁性物质围绕电感过孔。可选地，空腔可以为环形状，磁性物质填充在空腔内，因而，磁性物质也可以为环形状，从而使磁性物质能够围绕电感过孔。这样，电感过孔与磁性物质可以构成垂直电感结构，并且，通过在基板内设置空腔，磁性物质填充于空腔内，可以使电感嵌入到基板的内部，提升电流传输板的空间利用率，实现电流传输板的高密设计。

在本申请一个可能的实现方式中，上述电流传输板还包括：输入电容和输出电容，其中，输入电容与电流传输板中的电源输入端电连接，可以对功率电流进行滤波。输出电容与电流传输板中的电源输出端电连接，即输出电容与电感电连接，功率电流经场效应晶体管器件和电感的电压转换和整流后，输出电容可以对功率电流进行滤波。

可选地，输入电容和输出电容设置于基板背离主板的一侧。可以合理利用电流传输板中的布线空间，使电流传输板的结构更加紧凑。

在本申请一个可能的实现方式中，至少一个输出电容位于基板内部，位于基板内部的至少一个输出电容，与位于基板表面的至少一个输出电容并联连接，且在垂直于基板表面的方向上具有交叠区域，从而构成滤波结构，使电流通过基板表面的输出电容后，再通过过孔传输至基板内部的输出电容，最后输出至主板中，从而降低供电文波噪声。此外，将至少一个输出电容设置在基板的内部，还可以节省基板的表面积，提升空间利用率，实现电流传输板的高密设计。

在实际应用中，上述芯片系统还可以包括：电压检测反馈线，电压检测反馈线的一端与电源控制器电连接，电压检测反馈线的另一端与芯片的电源管脚电连接。也就是说，芯片的电源管脚通过电压检测反馈线与电源控制器电连接，电压检测反馈线两端的电压近似相等，这样，可以通过电源控制器与电压检测反馈线电连接位置处的电压，来反映芯片的电源管脚处的电压，从而可以根据电压检测反馈线，确定芯片的电源管脚处的实际电压。

在一种可能的实现方式中，上述基板可以包括：一个印刷电路板，这样，可以使电流传输板的结构、制作工艺较简单；或者，上述基板可以包括：一个刚柔板，其中，刚柔板包括：两个硬板区域，以及位于两个硬板区域之间的柔板区域。这样，可以使电流传输板的结构更加灵活。

此外，本申请实施例中的上述芯片系统还可以包括：滤波电容，该滤波电容与电流传输板中的电源输出端电连接，该滤波电容可以对电源输出端传输至主板的功率电流进行进一步滤波。滤波电容设置于主板的第一表面或第二表面上，滤波电容通过主板中的电源过孔与芯片的电源管脚电连接。这样，可以合理利用主板中的布线空间。当然，滤波电容也可以设置在主板的第一表面上，或者，滤波电容也可以设置在其他位置处，此处不做限定。

在一种可能的实现方式中，上述基板可以包括：第一传输层、第二传输层，以及位于第一传输层与第二传输层之间的半固化片。其中，半固化片可以粘合第一传输层和第二传输层。

第二方面，本申请还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括：上述任一芯片系统。

第三方面，本申请还提供了一种电流传输板，该电流传输板可以包括：电源输入端和电源输出端。电源输入端与供电模块电连接，电源输出端通过主板中的电源过孔与芯片的电源管脚电连接。电流传输板用于对供电模块输出的电压进行转换，并将电流传输至芯片的电源管脚。

在本申请实施例中，该电流传输板的实施，可以参照上述芯片系统中对电流传输板的描述，重复之处不再赘述。

附图说明

图1为相关技术中的芯片的供电架构示意图；

图2为相关技术中的芯片系统的截面结构示意图；

图3为本申请实施例中芯片系统的截面结构示意图；

图4为本申请实施例中芯片系统的架构示意图；

图5为本申请实施例中的芯片系统的俯视结构示意图；

图6为本申请实施例中芯片系统的另一截面结构示意图；

图7为本申请实施例中芯片系统的另一截面结构示意图；

图8为本申请实施例中电流传输板的截面示意图；

图9为本申请实施例中电流传输板的另一截面示意图。

附图标记：

21-主板；211、212-连接线；214-控制总线；22-电流传输板；200-基板；22a-第一传输层；22b-第二传输层；22c-半固化片；221、222-硬板区域；223-柔板区域；23-芯片；23a-电源区；231-电源管脚；232-接地管脚；233-信号管脚；24-供电模块；241-前级电源模块；242-电源总线；25-电源控制器；26-电压检测反馈线；201-连接焊盘；202-导电层；S1-第一表面；S2-第二表面；V1-电源输入端；V2-电源输出端；V3-接地端；W1-电源连接端子；W2-接地连接端子；U1-电源过孔；U2-接地过孔；U3-信号过孔；MOS-场效应晶体管器件；MOS1-第一场效应晶体管；MOS2-第二场效应晶体管；L-电感；L1-电感过孔；L2-磁性物质；P-空腔；C1-输入电容；C2-输出电容；C3-滤波电容。

具体实施方式

图1为相关技术中的芯片的供电架构示意图，图2为相关技术中的芯片系统的截面结构示意图。如图1和图2所示，在相关技术中，印刷电路板101采用水平供电的方式向芯片102供电，即印刷电路板101中的电源模块与芯片102在垂直方向上没有交叠区域。在印刷电路板101中设置与芯片102的电源管脚电连接的电源层104，通过电源层104将电源模块提供的电能水平传输给芯片102。在实际应用中，可以在印刷电路板101上设置独立的电源模块103a，电源模块103a与电源层104电连接，因而，电源模块103a可以通过电源层104向芯片102供电。此外，印刷电路板101上还可以设置电源控制器105和至少一个电源模组106，电源控制器105和至少一个电源模组106可以作为电源模块103b，电源控制器105通过控制电源模组106向电源层104提供电能，实现向芯片102供电。

由于电源模块103a或103b与芯片102连接在印刷电路板101的同一表面上，电源模块输出的电流需要在电源层104上传输一端距离后，才能到达芯片102。并且，由于加工工艺的限制，印刷电路板101每层的厚度只有0.5oz～2oz，这导致电源层104的直流阻抗Rdc较大。当芯片102需要的电流较大时，电源层104上的供电路径上的能耗I^2*Rdc会超过散热和芯片供电规格要求。此外，由于每个电源模块能够提供的电流是有限的，当芯片102需要的电流较大时，需要多个电源模块同时向芯片102供电，不同的电源模块到芯片102的电源管脚的直流阻抗Rdc不同，因此，每个电源管脚上通过的电流不同，芯片102外围的电源管脚比内部的电源管脚通过的电流大很多，可能导致通过外围的电源管脚的电流超过该电源管脚能够承受的极限，导致芯片102损坏。因此，受到工艺加工和成本的限制，相关技术中的供电方案无法支撑大电流的需求。

基于此，本申请实施例提供了一种电流传输板、芯片系统及电子设备，用以降低向芯片供电的供电路径的损耗，满足芯片的大电流需求。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供的芯片系统可以向大电流需求的芯片供电，例如，该芯片可以为中央处理器芯片、人工智能芯片等，当然，该芯片也可以为其他类型的芯片，此处不做限定。本申请实施例提出的芯片系统可以应用于各种电子设备中，例如可以应用于智能手机、智能电视、智能电视机顶盒、个人电脑(personal computer，PC)、可穿戴设备、智能宽带等电子设备中。应注意，本申请实施例提出的芯片系统旨在包括但不限于应用在这些和任意其它适合类型的电子设备中。

图3为本申请实施例提供的芯片系统的截面示意图，如图3所示，本申请实施例提供的芯片系统可以包括：主板21，芯片23，以及供电单元。其中，主板21包括第一表面S1和第二表面S2，在主板21内设有电源过孔U1、接地过孔U2以及信号过孔U3，芯片23设置有电源管脚231、接地管脚232及信号管脚233。电源过孔U1连通主板21的第一表面S1和第二表面S2，电源过孔U1可以与芯片23的电源管脚231电连接，从而可以向芯片供电。接地过孔U2连通主板21的第一表面S1和第二表面S2，接地过孔U2可以与芯片的接地管脚232电连接，从而可以向芯片提供接地信号。信号过孔U3连通主板21的第一表面S1和第二表面S2，信号过孔U3可以与芯片的信号管脚233电连接，从而可以向芯片提供相应的信号，例如可以传输控制信号或高速信号等。应该说明的是，本申请实施例中的芯片系统的截面示意图中，例如在图3所示的截面图中，相同填充颜色的过孔表示同一类型的过孔，即图中深灰色填充的过孔均为电源过孔U1，图中浅灰色填充的过孔均为接地过孔U2，图中白色填充的过孔均为信号过孔U3。并且，各电源过孔U1通过连接线211相互电连接，各接地过孔U2通过连接线212相互电连接。可选地，主板21的基材可以为印刷电路板。

本申请实施例提供的芯片系统中，芯片23位于主板21的第一表面S1的一侧，芯片23设置有电源管脚231，电源管脚231用于向芯片23供电。上述供电单元可以包括供电模块24和电流传输板22，电流传输板22位于主板21的第二表面S2的一侧，电流传输板22包括：电源输入端V1和电源输出端V2，电源输入端V1与供电模块24电连接，电源输出端V2通过主板21中的电源过孔U1与芯片23的电源管脚231电连接。电流传输板22用于对供电模块24输出的电压进行转换，并将电流传输至芯片23的电源管脚231，从而实现向芯片供电。

本申请实施例提供的芯片系统中，电流传输板可以跨接避开主板中的信号过孔和地过孔，这样，可以减小或消除供电路径对信号线中高速信号传输的干扰。并且，由于电流传输板不需要规避主板中的信号过孔和接地过孔，因而，可以在不影响主板的高速信号传输的同时，减小供电路径的损耗，能够支撑大电流给芯片供电，避免局部过热，保证芯片及主板的功能可靠。此外，不需要在主板中设置电源层向芯片供电，可以减少主板的层数，降低工艺难度和成本。

可选地，如图3所示，主板21在第二表面S2设有电源连接端子W1，供电模块24通过电源连接端子W1与电流传输板22的电源输入端V1电连接。

继续参照图3，在本申请实施例中，主板21在第二表面S2设有接地连接端子W2。电流传输板22还可以包括：接地端V3，接地端V3与接地连接端子W2电连接，接地连接端子W2通过主板21中的接地过孔U2与芯片23的接地管脚232电连接。这样，可以形成供电电流回流路径，该供电电流回流路径从芯片的接地管脚经过主板21中的接地过孔U2、接地连接端子W2回流到电流传输板22中的接地过孔和地平面。

本申请实施例中，通过在主板21的第二表面S2一侧设置电流传输板22，电流传输板22可以跨接避开主板21中的信号过孔U3和接地过孔U2，对芯片23进行供电，并且，可以形成供电电流回流路径，从而满足芯片23的大电流需求。

在具体设置电流传输板的结构时，可以将电源输入端V1、电源输出端V2、及接地端V3，均设置于电流传输板22靠近主板21的一侧，这样，电流传输板22上的电源输入端V1、电源输出端V2、及接地端V3与主板21的距离较近，便于将电源输入端V1、电源输出端V2、及接地端V3与主板21的第二表面S2上的对应端子实现电连接。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，上述供电模块24可以包括：前级电源模块241及电源总线242，前级电源模块241通过电源总线242与主板21中的电源连接端子W1电连接，也就是说，前级电源模块241可以作为向芯片23供电的电压源或电流源。在具体实施时，可以采用多级次供电的方式对芯片进行供电，前级电源模块241的电压一般大于芯片23所需的电压，通过芯片系统中的供电路径上的各部件对电压进行调制，可以使提供给芯片23的电压满足芯片的需求。

在具体实施时，本申请实施例提供的上述供电单元可以包括至少两个电流传输板，各电流传输板的电源输出端之间并联连接，每一个电流传输板的电源输出端可以为多相降压式变换(buck)电路中的1相或多相集成，每一个电流传输板的电源输出端的输出可以作为一个电源相位，多个电流传输板的电源输出端之间并联形成具有多相电源的总输出电源，从而可以向芯片提供相应相位的电压。当然，上述芯片系统也可以仅包括一个电流传输板，可以根据实际需要设置电流传输板的数量，此处不做限定。

图4为本申请实施例中芯片的供电架构示意图，结合图3和图4，上述电流传输板可以包括：基板200，以及电感L，电感L的一端与电源输入端V1电连接，另一端与电源输出端V2电连接。在实际应用中，前级电源模块241通过电源总线242将电流传输至主板21的电源连接端子W1，然后经电流传输板22的电源输入端V1，传输至电感L，电感L可以对电流进行整流，之后，将整流后的电流通过主板21中的电源过孔U1传输至芯片23的电源管脚231，以向芯片23提供所需的电流。图4中以电流传输板22包括一个电感L为例进行示意，在实际应用中，电流传输板22也可以包括多个电感L，且多个电感L之间可以并联连接也可以串联连接，此处不做限定。

继续参照图3和图4，上述芯片系统还可以包括电源控制器25，电源控制器可以设置在主板的第一表面或第二表面，图中以电源控制器25设置于主板21的第二表面S2为例。上述电流传输板还可以包括：位于基板200之上的场效应晶体管器件MOS，场效应晶体管器件MOS与电流传输板22中的电源输入端V1电连接，场效应晶体管器件MOS与电感L的一端电连接，场效应晶体管器件MOS与电源控制器25电连接。也就是说，电感L的一端与场效应晶体管器件MOS电连接，另一端与电流传输板22中的电源输出端V2电连接。图4中虚线框23a表示芯片23的电源区，在电源区内设有多个电源管脚231，电源输出端V2与芯片23的电源管脚231电连接。

在具体实施时，电流传输板22中各部件之间的连接线位于基板200内部，可以在基板200的表面具有多个焊盘，焊盘与基板200内的连接线电连接，可以将各部件焊接到对应的焊盘上，例如场效应晶体管器件MOS和电感L通过焊盘固定在基板200的表面，使场效应晶体管器件MOS与电感L通过基板200内部的连接线电连接。

本申请实施例中，通过设置电流传输板22，可以将前级电源模块241提供的电压转换为芯片23所需规格的电压，并完成电源滤波以满足芯片23的供电规格需求。电源控制器25与电流传输板22电连接，可选地，电源控制器25可以通过主板21中的控制总线214与场效应晶体管器件MOS电连接，其中，控制总线214可以是多个控制信号线的总称，例如，该控制总线214可以为驱动信号线、电流检测线及温度检测线等控制信号线的总称。也就是说，电源控制器25可以对电流传输板22进行驱动、电流检测及温度检测等，从而控制电流传输板22进行电压转换和功率电流传输。

在实际应用中，前级电源模块241通过电源总线242将电源功率和电流传输至主板21的电源连接端子W1，然后经电流传输板22的电源输入端V1，传输至场效应晶体管器件MOS的输入管脚，场效应晶体管器件MOS在电源控制器25的控制下，完成传输功率的电压转换。之后，场效应晶体管器件MOS将功率电流传输至电感L，通过电感L对功率电流进行整流，经过电压转换和整流的功率电流通过主板21中的电源过孔U1传输至芯片23的电源管脚231。

如图4所示，上述供电单元中的各电流传输板22并联设置，电源控制器25可以根据芯片23的需求，调整各场效应晶体管器件MOS的开关频率，使各电流传输板22电连接的电源输出端V2输出的电压总和满足芯片23的需求。

图5为本申请实施例中的芯片系统的俯视结构示意图，如图5所示，上述供电单元可以包括多个电流传输板22，电源控制器25与各电流传输板22电连接。为了使供电路径较短，在垂直于主板21的第一表面的方向上，电流传输板22可以与芯片23的电源区23a具有交叠区域，可选地，电流传输板22中的电源输出端可以位于芯片23的电源管脚的正下方，以进一步缩短供电路径。应该说明的是，在图5中以供电单元包括六个电流传输板22为例进行示意，在实际应用中，可以根据实际需要设置电流传输板22的数量，此处不做限定。

如图3和图4所示，场效应晶体管器件MOS可以包括：第一场效应晶体管MOS1和第二场效应晶体管MOS2。第一场效应晶体管MOS1的漏极与电流传输板中的电源输入端V1电连接，第一场效应晶体管MOS1的源极与第二场效应晶体管MOS2的漏极电连接，第一场效应晶体管MOS1的栅极与电源控制器25电连接。第二场效应晶体管MOS2的漏极与电感L电连接，第二场效应晶体管MOS2的源极接地设置，第二场效应晶体管MOS2的栅极与电源控制器25电连接。电源控制器25可以控制第一场效应晶体管MOS1和第二场效应晶体管MOS2的通断，当电源控制器25控制第一场效应晶体管MOS1导通时，电感L进行储能，当电源控制器25控制第一场效应晶体管MOS1关断，并控制第二场效应晶体管MOS2导通时，电感L可以给负载续流。

在本申请的一种实施方式中，如图3所示，电源输入端V1设置于电流传输板22靠近主板21的一侧，这样便于将电源输入端V1与主板21上的电源连接端子W1电连接。场效应晶体管器件MOS设置于基板200背离主板21的一侧，场效应晶体管器件MOS通过电流传输板22中的电源过孔与电源输入端V1电连接。也就是说，场效应晶体管器件MOS与电源输入端V1分别位于电流传输板22的两侧，通过电流传输板22中的电源过孔，可以实现场效应晶体管器件MOS与电源输入端V1的电连接，这样，可以合理利用电流传输板22中的布线空间，使电流传输板22的结构更加紧凑。

图6为本申请实施例中芯片系统的另一截面结构示意图，如图6所示，在本申请的另一种实现方式中，上述芯片系统还可以包括电源控制器25，电源控制器可以设置在主板的第一表面或第二表面，图中以电源控制器25设置在主板的第二表面S2为例进行示意。主板的第一表面S1设有场效应晶体管器件MOS，场效应晶体管器件MOS与电感L电连接，且场效应晶体管器件MOS与电源控制器25电连接。场效应晶体管器件MOS通过主板21中的电源过孔与电流传输板22中的电源输入端V1电连接，实现了场效应晶体管器件MOS与电源输入端V1的电连接，并且，可以合理利用主板21和电流传输板22中的布线空间，使主板21和电流传输板22的结构更加紧凑。

可选地，如图3所示，电源控制器25设置于主板21的第二表面S2上，电源控制器25通过主板21中的控制总线214与场效应晶体管器件MOS电连接。将电源控制器25设置在主板21的第二表面S2上，可以使电源控制器25与场效应晶体管器件MOS的距离较近，便于将电源控制器25与场效应晶体管MOS实现电连接，可以合理利用主板21中的布线空间。当然，电源控制器25也可以设置在主板21的第一表面S1上，此处不对电源控制器25的具体设置位置进行限定。

图7为本申请实施例中芯片系统的另一截面结构示意图，如图4和图7所示，上述电流传输板22还可以包括：输入电容C1和输出电容C2，其中，输入电容C1与电流传输板22中的电源输入端V1电连接，输出电容C2与电流传输板22中的电源输出端V2电连接。前级电源模块241通过电源总线242将电流传输至主板21的电源连接端子W1，然后经电流传输板22的电源输入端V1，输入电容C1与电流传输板22的电源输入端V1电连接，可以对功率电流进行滤波。输出电容C2与电流传输板22中的电源输出端V2电连接，即输出电容C2与电感L电连接，功率电流经场效应晶体管器件MOS和电感L的电压转换和整流后，输出电容C2可以对功率电流进行滤波。

此外，本申请实施例中的上述芯片系统还可以包括：滤波电容C3，该滤波电容C3与电流传输板22中的电源输出端V2电连接，该滤波电容C3可以对电源输出端V2传输至主板21的功率电流进行进一步滤波，滤波后的功率电流经主板21中的电源过孔U1传输至芯片23的电源管脚231。滤波电容C3设置于主板21的第二表面S2上，滤波电容C3通过主板21中的电源过孔U1与芯片23的电源管脚231电连接。这样，可以缩短滤波电容C3与芯片23的电源管脚231之间的连接路径，合理利用主板21中的布线空间。当然，滤波电容C3也可以设置在主板21的第一表面S1上，或者，滤波电容C3也可以设置在其他位置处，此处不做限定。

继续参照图7，为了便于与主板21电连接，一般将电源输入端V1、电源输出端V2、及接地端V3，均设置于基板200靠近主板21的一侧，将上述输入电容C1和输出电容C2设置于基板200背离主板21的一侧，可以合理利用电流传输板22中的布线空间，使电流传输板22的结构更加紧凑。

图8为本申请实施例中电流传输板的截面示意图，如图8所示，至少一个输出电容C2位于基板200内部，位于基板200内的至少一个输出电容C2，与位于基板200表面的至少一个输出电容C2并联连接，且在垂直于基板200表面的方向上具有交叠区域，从而构成滤波结构，使电流通过基板表面的输出电容C2后，再通过过孔传输至基板200内部的输出电容C2，最后输出至主板21中，从而降低供电文波噪声，图8中以一个输出电容C2位于基板200内部为例进行示意，在具体实施时，可以根据实际需要确定设置在基板200内的输出电容C2的数量，此处不做限定。此外，将至少一个输出电容C2设置在基板200的内部，还可以节省基板200的表面积，提升空间利用率，实现电流传输板22的高密设计。在制作工艺过程中，可以采用器件埋入工艺，将至少一个输出电容C2埋入到电流传输板22的内部。应该说明的是，在电流传输板22中，可以将所有的输出电容C2设置在基板200内部；或者，可以将所有的输出电容C2设置在基板200的表面；或者，也可以将一部分输出电容C2设置在基板200内部，另一部分输出电容C2设置在基板200的表面，此处不限定输出电容C2的具体设置位置。

继续参照图8，一般电感L的厚度较大，例如，电感L的厚度大于场效应晶体管器件MOS的厚度，为了减小电流传输板22的整体厚度，上述基板200背离主板一侧的表面可以设有凹槽T，电感L的一部分嵌设于凹槽T内。可以在凹槽T的底部设置连接焊盘201，在凹槽T的侧壁设置导电层202，导电层202与连接焊盘201电连接，例如，可以采用镀铜的方式形成导电层202。在工艺过程中，可以将电感L与连接焊盘201焊接，以使电感L与场效应晶体管器件MOS电连接，并且，可以使电感L与电源输出端V2实现电连接。为了使电感L的厚度较小，电感L可以采用模压金属磁超薄电感，当然，电感L也可以采用其他类型的电感，此处不做限定。当然，也可以将电感L直接设置在基板200的表面，此处不对电感L的具体设置位置进行限定。

图9为本申请实施例中电流传输板的另一截面示意图，如图9所示，上述电感L可以包括：电感过孔L1和磁性物质L2，该磁性物质L2可以为磁性混合物，当然，该磁性物质L2可以为任何具有磁性的物质，此处不做限定。电感过孔L1的一端与电源输入端V1电连接，另一端与电流传输板22中的电源输出端V2电连接。基板200内设有空腔P，电感过孔L1贯穿空腔P，磁性物质L2填充于空腔P内，且磁性物质L2围绕电感过孔L1，可选地，空腔P可以为环形状，磁性物质L2填充在空腔P内，因而，磁性物质L2也可以为环形状，从而使磁性物质L2能够围绕电感过孔L1。这样，电感过孔L1与磁性物质L2可以构成垂直电感结构，并且，通过在基板200内设置空腔P，磁性物质L2填充于空腔P内，可以使电感L嵌入到基板200的内部，提升电流传输板22的空间利用率，实现电流传输板22的高密设计。

可选地，基板200可以包括：第一传输层22a、第二传输层22b，以及位于第一传输层22a与第二传输层22b之间的半固化片22c，半固化片22c可以粘合第一传输层22a和第二传输层22b。在制作过程中，可以在第一传输层22a内开环形槽，并在环形槽内填充磁性物质L2，然后，采用半固化片22c将第二传输层22b压合到第一传输层22a之上，以在该环形槽处形成空腔P，之后，制作电感过孔L1，并使电感过孔L1穿过空腔P内的磁性物质L2，以形成电感L。将电感过孔L1的一端与场效应晶体管器件MOS电连接，另一端与电流传输板22中的电源输出端V2电连接，这样，场效应晶体管器件MOS和电感L可以在电源控制器的控制下对供电功率进行转换和传输。

在实际应用中，如图4所示，本申请实施例提供的上述芯片系统还可以包括：电压检测反馈线26，电压检测反馈线26的一端与电源控制器25电连接，电压检测反馈线26的另一端与芯片23的电源管脚231电连接。也就是说，芯片23的电源管脚231通过电压检测反馈线26与电源控制器25电连接，电压检测反馈线26两端的电压近似相等，这样，可以通过电源控制器25与电压检测反馈线26电连接位置处的电压，来反映芯片23的电源管脚231处的电压，从而可以根据电压检测反馈线26，确定芯片23的电源管脚231处的实际电压。当电源控制器25检测到芯片23的电源管脚231处的实际电压与向芯片23供电的目标电压的偏差超过设定阈值时，可以调整各场效应晶体管器件MOS的开关频率，使各电流传输板22电连接的电源输出端V2输出的电压总和满足芯片23的需求。

如图3所示，在一种可能的实现方式中，上述基板200可以包括：一个印刷电路板，这样，可以使电流传输板22的结构、制作工艺较简单。如图7所示，在另一种可能的实现方式中，上述电流传输板可以包括：一个刚柔板，刚柔版包括两个硬板区域221和222，以及位于硬板区域221与硬板区域222之间的柔板区域223，这样，可以使电流传输板22的结构更加灵活，在具体实施时，可以根据实际布线需要，来确定哪些部件设置在硬板区域221之上，哪些部件设置在硬板区域222之上。例如，图7中左侧的电流传输板22中，在硬板区域221上设有输入电容C1和场效应晶体管器件MOS，在硬板区域222上设有电感L和输出电容C2。又如，图7中右侧的电流传输板22中，在硬板区域221上设有场效应晶体管器件MOS和电感L，硬板区域222上设有输出电容C2。在制作过程中，可以采用硬质材料制作基板200，然后去除柔板区域中的硬质材料，从而形成两个硬板区域221和222，并在硬板区域221和硬板区域222之间形成柔板区域223。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一芯片系统。根据上述分析，由于该芯片系统中设有电流传输板，电流传输板22不需要规避主板21中的信号过孔U3和接地过孔U2，可以减小或消除供电路径对信号线中高速信号传输的干扰。并且，可以在不影响主板的高速信号传输的同时，减小供电路径的损耗，能够支撑大电流给芯片供电，避免局部过热，保证芯片及主板的功能可靠。此外，不需要在主板中设置电源层向芯片供电，可以减少主板的层数，降低工艺难度和成本。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种电流传输板，参照图3，该电流传输板22可以包括：电源输入端V1和电源输出端V2，电源输入端V1与供电模块24电连接，电源输出端V2通过主板21中的电源过孔U1与芯片23的电源管脚231电连接，电流传输板22用于对供电模块24输出的电压进行转换，并将电流传输至芯片23的电源管脚231。在本申请实施例中，该电流传输板的实施，可以参照上述芯片系统中对电流传输板的描述，重复之处不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (30)

1.一种芯片系统，其特征在于，包括：主板，芯片，以及供电单元，其中：

所述主板包括第一表面和第二表面，所述芯片位于所述主板的所述第一表面的一侧，在所述主板内设有电源过孔，所述电源过孔连通所述第一表面和所述第二表面；

所述芯片设置有电源管脚，所述电源管脚用于向所述芯片供电；

所述供电单元包括供电模块和电流传输板，所述电流传输板位于所述主板的所述第二表面的一侧；所述电流传输板包括：电源输入端和电源输出端，所述电源输入端与所述供电模块电连接，所述电源输出端通过所述主板中的电源过孔与所述芯片的电源管脚电连接；

所述电流传输板用于对所述供电模块输出的电压进行转换，并将电流传输至所述芯片的电源管脚。

2.如权利要求1所述的芯片系统，其特征在于，所述主板在所述第二表面设有电源连接端子，所述供电模块通过所述电源连接端子与所述电流传输板的所述电源输入端电连接。

3.如权利要求1或2所述的芯片系统，其特征在于，所述主板在所述第二表面设有接地连接端子，所述主板内还设有接地过孔，所述接地过孔连通所述主板的所述第一表面和所述第二表面；

所述芯片设置有接地管脚；

所述电流传输板还包括：接地端；所述接地端与所述接地连接端子电连接，所述接地连接端子通过所述主板中的接地过孔与所述芯片的接地管脚电连接。

4.如权利要求3所述的芯片系统，其特征在于，所述电流传输板的所述电源输入端、所述电源输出端、及所述接地端，均设置于所述电流传输板靠近所述主板的一侧。

5.如权利要求1-4任一项所述的芯片系统，其特征在于，所述供电单元包括至少两个所述电流传输板；各所述电流传输板的所述电源输出端之间并联连接。

6.如权利要求2所述的芯片系统，其特征在于，还包括：所述供电模块包括前级电源模块及电源总线；

所述前级电源模块通过所述电源总线与所述主板中的所述电源连接端子电连接。

7.如权利要求1-6任一项所述的芯片系统，其特征在于，所述电流传输板包括：基板，以及电感；

所述电感的一端与所述电源输入端电连接，另一端与所述电源输出端电连接。

8.如权利要求7所述的芯片系统，其特征在于，所述芯片系统还包括电源控制器，所述电源控制器设置在所述主板的所述第一表面或所述第二表面；

所述电流传输板还包括：位于所述基板之上的场效应晶体管器件；

所述场效应晶体管器件与所述电源输入端电连接，所述场效应晶体管器件与所述电感的一端电连接，所述场效应晶体管器件与所述电源控制器电连接。

9.如权利要求8所述的芯片系统，其特征在于，所述场效应晶体管器件设置于所述基板背离所述主板的一侧，所述电源输入端设置于所述电流传输板靠近所述主板的一侧；

所述场效应晶体管器件通过所述电流传输板中的电源过孔与所述电源输入端电连接。

10.如权利要求7所述的芯片系统，其特征在于，所述芯片系统还包括电源控制器，所述电源控制器设置在所述主板的所述第一表面或所述第二表面；

所述主板的所述第一表面设有场效应晶体管；

所述场效应晶体管器件通过所述主板中的电源过孔与所述电源输入端电连接，所述场效应晶体管器件与所述电感的一端电连接；

所述场效应晶体管器件与所述电源控制器电连接。

11.如权利要求8-10任一项所述的芯片系统，其特征在于，所述电源控制器通过所述主板中的控制总线与所述场效应晶体管器件电连接。

12.如权利要求7所述的芯片系统，其特征在于，所述基板背离所述主板一侧的表面设有凹槽；

所述电感的一部分嵌设于所述凹槽内。

13.如权利要求7所述的芯片系统，其特征在于，所述电感包括：电感过孔和磁性物质；

所述电感过孔的一端与所述电源输入端电连接，另一端与所述电源输出端电连接；

所述基板内设有空腔，所述电感过孔贯穿所述空腔；

所述磁性物质填充于所述空腔内，且所述磁性物质围绕所述电感过孔。

14.如权利要求1-13任一项所述的芯片系统，其特征在于，所述电流传输板还包括：输入电容和输出电容；

所述输入电容与所述电流传输板中的所述电源输入端电连接，所述输出电容与所述电流传输板中的所述电源输出端电连接。

15.如权利要求14所述的芯片系统，其特征在于，所述输入电容和所述输出电容设置于所述基板背离所述主板的一侧。

16.如权利要求14所述的芯片系统，其特征在于，至少一个所述输出电容位于所述基板内部；

位于所述基板内部的至少一个所述输出电容，与位于所述基板表面的至少一个所述输出电容并联连接，且在垂直于所述基板表面的方向上具有交叠区域。

17.如权利要求8-11任一项所述的芯片系统，其特征在于，还包括：电压检测反馈线；所述电压检测反馈线的一端与所述电源控制器电连接，所述电压检测反馈线的另一端与所述芯片的电源管脚电连接。

18.如权利要求6-17任一项所述的芯片系统，其特征在于，所述基板包括：一个印刷电路板；

或者，所述基板包括：一个刚柔板；所述刚柔板包括：两个硬板区域，以及位于两个所述硬板区域之间的柔板区域。

19.如权利要求1-18任一项所述的芯片系统，其特征在于，还包括：滤波电容；

所述滤波电容设置于所述主板的所述第一表面或所述第二表面上，所述滤波电容通过所述主板中的电源过孔与所述芯片的电源管脚电连接。

20.如权利要求7-18任一项所述的芯片系统，其特征在于，所述基板包括：第一传输层、第二传输层，以及位于所述第一传输层与所述第二传输层之间的半固化片。

21.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1～20任一项所述的芯片系统。

22.一种电流传输板，其特征在于，包括：电源输入端和电源输出端；

所述电源输入端与供电模块电连接，所述电源输出端通过主板中的电源过孔与芯片的电源管脚电连接；

所述电流传输板用于对所述供电模块输出的电压进行转换，并将电流传输至所述芯片的电源管脚。

23.如权利要求22所述的电流传输板，其特征在于，还包括：接地端；所述接地端与所述主板中的接地连接端子电连接。

24.如权利要求22所述的电流传输板，其特征在于，所述电流传输板包括：基板，以及电感；

所述电感的一端与所述电源输入端电连接，另一端与所述电源输出端电连接。

25.如权利要求24所述的电流传输板，其特征在于，还包括：位于所述基板之上的场效应晶体管器件；

所述场效应晶体管器件与所述电源输入端电连接，所述场效应晶体管器件与所述电感的一端电连接，所述场效应晶体管器件与所述电源控制器电连接。

26.如权利要求24或25所述的电流传输板，其特征在于，所述基板的表面设有凹槽；

所述电感的一部分嵌设于所述凹槽内。

27.如权利要求24或25所述的电流传输板，其特征在于，所述电感包括：电感过孔和磁性物质；

所述电感过孔的一端与所述电源输入端电连接，另一端与所述电源输出端电连接；

所述基板内设有空腔，所述电感过孔贯穿所述空腔；

所述磁性物质填充于所述空腔内，且所述磁性物质围绕所述电感过孔。

28.如权利要求24-27任一项所述的电流传输板，其特征在于，所述电流传输板还包括：输入电容和输出电容；

所述输入电容与所述电流传输板中的所述电源输入端电连接，所述输出电容与所述电流传输板中的所述电源输出端电连接。

29.如权利要求28所述的电流传输板，其特征在于，至少一个所述输出电容位于所述基板内部；

位于所述基板内部的至少一个所述输出电容，与位于所述基板表面的至少一个所述输出电容并联连接，且在垂直于所述基板表面的方向上具有交叠区域。

30.如权利要求24-29任一项所述的电流传输板，其特征在于，所述基板包括：一个印刷电路板；

或者，所述基板包括：一个刚柔板；所述刚柔板包括：两个硬板区域，以及位于两个所述硬板区域之间的柔板区域。

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